자기회로

전기기사 필기 2016년 1회 9번

Q: 자기회로의 옴의 법칙은 무엇인가요?

자기회로의 옴의 법칙은 자속($\Phi$)이 기자력($F=NI$)에 비례하고 자기저항($R_m$)에 반비례한다는 법칙입니다. 수식으로는 $\Phi = \frac{F}{R_m}$으로 표현됩니다.

Q: 자기저항은 어떻게 계산하나요?

자기저항($R_m$)은 자로의 길이($l$)에 비례하고, 투자율($\mu$)과 단면적($S$)에 반비례합니다. 수식으로는 $R_m = \frac{l}{\mu S}$로 계산합니다.

Q: 단면적과 길이를 SI 단위로 변환할 때 주의할 점은 무엇인가요?

길이는 센티미터($cm$)에서 미터($m$)로 변환 시 $10^{-2}$를 곱하고, 면적은 제곱센티미터($cm^2$)에서 제곱미터($m^2$)로 변환 시 $10^{-4}$를 곱해야 합니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 자성체와 자기회로
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

비투자율 800, 원형단면적

10 [c m^{2}]

, 평균자로의 길이

30 [c m]

인 환상철심에 600회의 권선을 감은 코일이 있다. 여기에

1 [A]

의 전류가 흐를 때 코일 내에 생기는 자속은 약 몇

[W b]

인가?

유사 문제 링크

2003-1-q8 2003-2-q16 2003-2-q10 2019-1-q19 2017-1-q18

선택지 분석

1 \times 1 0^{- 3}

오답 함정 분석

계산 과정에서 단면적이나 자로의 길이 단위 변환을 누락하거나 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

1 \times 1 0^{- 4}

오답 함정 분석

투자율 계산 시 진공의 투자율(

μ_{0}

)을 곱하지 않거나 자릿수 계산 오류로 인해 도출된 오답입니다.

2 \times 1 0^{- 3}

정답 상세 해설

코일 내에 생기는 자속은 자기회로의 옴의 법칙을 이용하여 계산할 수 있습니다.

•

Step 1: 주어진 물리량을 SI 단위로 변환합니다. 비투자율

μ_{r} = 800

, 진공의 투자율

μ_{0} = 4 π \times 1 0^{- 7} [H / m]

, 단면적

S = 10 [c m^{2}] = 10 \times 1 0^{- 4} [m^{2}] = 1 0^{- 3} [m^{2}]

, 평균 자로의 길이

l = 30 [c m] = 0.3 [m]

, 권수

N = 600

, 전류

I = 1 [A]

입니다.

•

Step 2: 자속

Φ

를 구하는 공식에 대입하여 계산합니다. 자속

Φ = \frac{N I}{R _{m}} = \frac{μ _{0} μ _{r} N I S}{l}

입니다.

•

Step 3: 수치를 대입하면

Φ = \frac{4 π \times 1 0 ^{- 7} \times 800 \times 600 \times 1 \times 1 0 ^{- 3}}{0.3} = \frac{4 π \times 4.8 \times 1 0 ^{- 5}}{0.3} = 64 π \times 1 0^{- 5} \approx 201.06 \times 1 0^{- 5} \approx 2 \times 1 0^{- 3} [W b]

가 됩니다. 따라서 정답은

2 \times 1 0^{- 3}

입니다.

2 \times 1 0^{- 4}

오답 함정 분석

자릿수(10의 거듭제곱) 계산 과정에서 소수점 위치를 잘못 산정하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

자기회로의 옴의 법칙은 무엇인가요?

자기회로의 옴의 법칙은 자속(

Φ

)이 기자력(

F = N I

)에 비례하고 자기저항(

R_{m}

)에 반비례한다는 법칙입니다. 수식으로는

Φ = \frac{F}{R _{m}}

으로 표현됩니다.

자기저항은 어떻게 계산하나요?

자기저항(

R_{m}

)은 자로의 길이(

l

)에 비례하고, 투자율(

μ

)과 단면적(

S

)에 반비례합니다. 수식으로는

R_{m} = \frac{l}{μ S}

로 계산합니다.

단면적과 길이를 SI 단위로 변환할 때 주의할 점은 무엇인가요?

길이는 센티미터(

c m

)에서 미터(

m

)로 변환 시

1 0^{- 2}

를 곱하고, 면적은 제곱센티미터(

c m^{2}

)에서 제곱미터(

m^{2}

)로 변환 시

1 0^{- 4}

를 곱해야 합니다.

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